Электромеханический замок
Электромеханический замок содержит электрическое устройство, запирающий элемент и средство его блокировки. Средство блокировки запирающего элемента содержит, по меньшей мере, один сдвигаемый элемент и, по меньшей мере, два соосно расположенных вращающихся элемента, на каждом из которых предусмотрен зубчатый венец и радиальный паз. Электрическое устройство выполнено в виде электрического мотора, на выходном валу которого предусмотрено зубчатое колесо, вступающее в зубчатое зацепление с вращающимися элементами. Зубчатое колесо входит в зацепление с вращающимися элементами таким образом, что последние, приводимые в движение мотором, вращаясь навстречу друг другу, обеспечивают совпадение радиальных пазов с возможностью смещения сдвигаемого элемента внутрь указанных пазов, тем самым обеспечивая разблокировку средства блокировки запирающего элемента. Заявленное изобретение обеспечивает создание простого в эксплуатации и обслуживании электромеханического замка, эффективно препятствующего несанкционированному открытию, а также упрощение конструкции и повышение надежности замка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к классу запорных устройств, в частности к замкам, имеющим электрический привод, и может быть применено для сейфов, жилых, служебных помещений, а также для автомобильных дверей.
Из уровня техники известно запирающее устройство, содержащее электродвигатель, соединенный с вращающимся элементом привода и индексации, имеющим, по крайней мере, один выступ, по крайней мере, один приводной элемент, выполненный с возможностью приведения в движение соответствующим выступом от элемента привода и индексации, и средство для избирательного управления электродвигателем для установления в заданное положение элемента привода и индексации и тем самым для привода в движение приводного элемента или выбранного одного из приводных элементов для выполнения необходимого действия в запирающем устройстве для запирания или отпирания замка и/или завершения закрывания двери или другого закрывающего элемента (см. WO 98/27301 от 25.06.1998).
Недостатком известного технического решения являются большие габаритные размеры и вес, а также сложность при изготовлении, эксплуатации и обслуживании.
Из RU 2191877 от 27.10.2002 известен электромеханический замок, который содержит внешнюю и внутреннюю относительно запираемого объекта ручки и механизм блокировки-деблокировки внешней ручки и ригеля, который содержит две втулки, закрепленные в корпусе и крышке, внутри которых установлена блокирующая втулка, имеющая равномерно расположенные по наружной поверхности пазы. На наружной поверхности двух втулок подвижно установлены два диска, жестко связанных между собой стойками, на одной из которых установлен блокирующий рычаг. Одно плечо рычага выполнено с упорным выступом, имеющим возможность сцепления с одним из пазов блокирующей втулки, а другое плечо имеет возможность взаимодействия с подпружиненным колесом. Колесо выполнено с зубчатыми секторами и выступами для возможности контакта с блокирующим рычагом, а также пальцами, расположенными на торцевой поверхности колеса, для возможности взаимодействия с пружиной. На ригеле жестко закреплена ось, на которой подвижно установлен подпружиненный рычаг с закрепленным на нем запорным пальцем. Рычаг расположен между дисками, имеющими отверстия, в которых установлен запорный палец. Один из дисков выполнен с упорным выступом, имеющим возможность контакта с ограничителем. Внутренняя ручка установлена на накладке, смонтированной на двери, и подвижно закреплена на ней при помощи фланца. На фланце закреплен палец, расположенный эксцентрично относительно оси вращения внутренней ручки и входящий в паз одного из дисков. Внешняя ручка установлена на накладке, смонтированной на двери, и подвижно закреплена на ней при помощи фланца. Фланец имеет квадратное отверстие, в котором одним концом установлен квадратный стержень, другой конец которого входит в квадратное отверстие блокирующей втулки и закреплен упорными шайбами. Конструкция замка обеспечивает устранение усилий, передаваемых через механизм блокировки-деблокировки внешней ручкой при закрытом замке, что достигается за счет того, что при закрытом замке внешняя ручка не сблокирована с ригелем и внутренней ручкой и свободно поворачивается. При срабатывании двигателя блокирование осуществляется путем соединения ригеля через механизм блокировки-деблокировки с внешней ручкой.
Как и в первом случае, недостатком известного технического решения являются большие габаритные размеры и вес, а также сложность при изготовлении, эксплуатации и обслуживании замка.
За прототип выбран электромеханический замок, раскрытый в US 5142890 от 01.09.1992, содержащий размещенные в корпусе конструктивные элементы и соленоид, выполняющий роль средства блокировки запирающего элемента.
Данный замок недостаточно надежен, поскольку при механическом воздействии, например при вибрации, соленоид получает возможность линейного перемещения, т.е. перестает блокировать запирающий элемент, тем самым позволяя осуществить несанкционированное открытие замка.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простого в эксплуатации и обслуживании электромеханического замка, эффективно препятствующего несанкционированному открытию.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в упрощении конструкции и повышении надежности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электромеханический замок содержит размещенные в корпусе электрическое устройство, запирающий элемент и средство его блокировки. Новым является то, что средство блокировки запирающего элемента содержит, по меньшей мере, один сдвигаемый элемент и, по меньшей мере, два соосно расположенных вращающихся элемента, на каждом из которых предусмотрен зубчатый венец и радиальный паз, электрическое устройство выполнено в виде электрического мотора, на выходном валу которого предусмотрено зубчатое колесо, вступающее в зубчатое зацепление с упомянутыми вращающимися элементами таким образом, что последние, приводимые в движение упомянутым мотором, вращаясь навстречу друг другу, обеспечивают совпадение радиальных пазов с возможностью смещения сдвигаемого элемента внутрь указанных пазов, тем самым обеспечивая разблокировку средства блокировки запирающего элемента.
Использование электрического мотора для привода средства блокировки запирающего элемента исключает возможность несанкционированного перемещения конструктивных элементов замка, что в совокупности с предлагаемым компоновочным исполнением средства блокировки запирающего элемента позволяет значительно повысить надежность электромеханического замка. Использование, по меньшей мере, двух соосно расположенных, вращающихся навстречу друг другу элементов, которые при совпадении радиальных пазов дают возможность смещения сдвигаемого элемента внутрь указанных пазов, тем самым обеспечивая разблокировку средства блокировки запирающего элемента, также ведет к повышению надежности электромеханического замка.
Следует также отметить, что предлагаемая компоновка позволяет упростить конструкцию электромеханического замка, его техническое обслуживание, продлить срок его службы, что также ведет к повышению надежности.
Далее предлагаемое изобретение будет раскрыто более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых:
- фиг.1 - электромеханический замок в закрытом положении,
- фиг.2 - электромеханический замок в открытом положении,
- фиг.3 - средство блокировки запирающего элемента,
- фиг.4 - запирающий элемент.
В материалах данной заявки раскрывается предпочтительная форма выполнения предлагаемого электромеханического замка, которая, однако, не является единственно возможной, что должно быть очевидно любому специалисту в данной области техники.
Для удобства раскрытия существа предлагаемого технического решения на фиг.1-4 конструктивные элементы электромеханического замка размещены в корпусе 1. Такое исполнение может оказаться в некоторых случаях предпочтительным. Но, в случае необходимости, конструктивные элементы электромеханического замка могут быть размещены непосредственно в двери, куда предполагается устанавливать электромеханический замок, и/или в дверной коробке.
Электромеханический замок содержит электрический мотор 2, на выходном валу которого предусмотрено зубчатое колесо 3.
Мощность и габаритные размеры электрического мотора 2 могут быть различны и зависят от условий эксплуатации.
Зубчатое колесо 3 может быть выполнено из любого материала - металл, пластмасса и т.д., что также зависит от условий эксплуатации.
Электропитание электрического мотора 2 может быть как автономным, например от батареек, так и от внешнего источника энергии, что принципиально не влияет на конструкцию предлагаемого электромеханического замка и не является предметом данной заявки.
Зубчатое колесо 3 электрического мотора 2 выполнено с возможностью контакта с зубчатыми венцами, по меньшей мере, двух вращающихся элементов 4 средства блокировки запирающего элемента 5.
На фиг.3 показано два вращающихся элемента 4, размещенных соосно и имеющих возможность взаимодействия своими зубчатыми венцами с зубчатым колесом 3 при его вращении.
И вращающийся элемент 4 и его зубчатый венец могут быть выполнены из любого материала - металл, пластмасса и т.д., что также зависит от условий эксплуатации.
Зубчатые венцы зубчатого колеса 3 и вращающихся элементов 4 выполнены, предпочтительно, коническими. Это наиболее удобный, хотя и не единственно возможный, вид зацепления при данной компоновке.
Для возврата вращающихся элементов 4 в положение, при котором замок находится в положении "закрыто", предусмотрено возвратное средство 6, которое может быть выполнено, например, в виде пружины, концы которой закреплены с помощью выступов 7, предусмотренных на вращающихся элементах 4.
Средство блокировки запирающего элемента 5 содержит, помимо вращающихся элементов 4, по меньшей мере, один сдвигаемый элемент 8.
В данном случае представлен один сдвигаемый элемент 8, хотя совершенно очевидно, что при необходимости это количество может быть увеличено.
Сдвигаемый элемент 8 выполнен с возможностью размещения в своем первом положении (см. фиг.1), при котором он имеет возможность блокировать вращение запирающего элемента 5, и с возможностью размещения в своем втором положении (см. фиг.2), при котором запирающий элемент 5 имеет возможность вращения.
Для обеспечения возможности размещения сдвигаемого элемента 8 во втором положении в каждом из вращающихся элементов 4 предусмотрен радиальный паз 9. Вращающиеся элементы 4 приводятся в движение электрическим мотором 2 и, вращаясь навстречу друг другу, т.е. в разные стороны: один - по часовой, а другой - против часовой стрелки, обеспечивают совпадение радиальных пазов 9 с возможностью смещения сдвигаемого элемента 8 внутрь указанных пазов 9, тем самым обеспечивая разблокировку средства блокировки запирающего элемента 5.
Для обеспечения возможности перемещения сдвигаемого элемента 8 из второго положения в первое положение предусмотрен возвратный элемент 10, например пружина сжатия.
Запирающий элемент 5 - ригель, выполнен с возможностью вращения, а также с возможностью взаимодействия с, по меньшей мере, одним сдвигаемым элементом 8.
Части запирающего элемента 5 и сдвигаемого элемента 8, контактирующие между собой, выполнены по радиусу таким образом, чтобы обеспечить их плавное взаимное движение без зацепов и заклинивания, с перемещением, в результате такого взаимодействия, сдвигаемого элемента 8 из своего первого положения в свое второе положение.
Для возврата запирающего элемента 5 в положение "закрыто" может быть предусмотрен возвратный элемент 11, например пружина растяжения.
Запирающий элемент 5 связан с дверной ручкой и выполнен с возможностью вращения вокруг оси 12. Посадочные отверстия 13 оси 12 выполнены овальной формы для того, чтобы при резком и/или ударном воздействии на дверную ручку ось 12 смещалась в своих посадочных отверстиях 13, создавая эксцентриситет, полностью исключающий возможность вращения запирающего элемента 5.
Для возврата оси 12 в исходное положение после снятия нагрузки (ударной, вибрационной и т.д.) предусмотрен возвратный элемент 14, например пластинчатая пружина.
Электромеханический замок работает следующим образом.
Электромеханический замок находится в положении "закрыто", вращающиеся элементы 4 находятся в таком положении, что блокируют перемещение сдвигаемого элемента 8 из первого во второе положение. В свою очередь, сдвигаемый элемент 8 блокирует вращение запирающего элемента 5 - дверная ручка не поворачивается - дверь не открывается. Силовое, ударное, вибрационное и т.п. воздействие на дверную ручку, дверь и/или замок не позволяют перевести замок в положение "открыто", поскольку блокировка вращения запирающего элемента 5 не может быть снята - отсутствует возможность перемещения сдвигаемого элемента 8 во второе положение и смещение оси 12 вращения запирающего элемента 5 вызывает его заклинивание о другие элементы.
Для открытия электромеханического замка необходимо подать изначально установленный кодовый сигнал (определенный набор букв и/или цифр, приближение электронной/магнитной карточки к считывающему устройству, радиосигнал и т.д.), что приведет во вращение электрический мотор 2 и, соответственно, связанные с ним посредством зубчатой передачи вращающиеся элементы 4 с радиальными пазами 9. Следует отметить, что вместо упомянутой зубчатой передачи, предпочтительно конической, может быть использована червячная, фрикционная или любая другая, известная из уровня техники и подходящая для этой цели, передача.
Поворот каждого из вращающихся элементов 4 необходимо осуществить на определенный угол, чтобы размещение радиальных пазов 9 совпало с торцом сдвигаемого элемента 8, позволяя последнему занимать свое второе положение. Для осуществления поворота вращающихся элементов 4 на определенный угол может быть использован шаговый электрический мотор или любой другой известный способ. Для осуществления беспрепятственного возврата вращающихся элементов 4 в исходное положение на валу электрического мотора может быть установлена возвратная, обгонная, фрикционная или любая другая, известная из уровня техники и подходящая для этой цели, муфта.
После подачи соответствующего сигнала электрический мотор 2 приводит во вращение вращающиеся элементы 4, которые занимают такое положение, что выполненные в них радиальные пазы 9 совпадают между собой и находятся напротив сдвигаемого элемента 8. Далее, при повороте дверной ручки происходит поворот запирающего элемента 5, который, взаимодействуя со сдвигаемым элементом 8, перемещает последний из его первого положения в его второе положение. Перемещаясь во второе положение, сдвигаемый элемент 8 разблокирует вращение запирающего элемента 5, позволяя тому совершить перемещение, достаточное для перевода электромеханического замка в положение "открыто".
Снятие нагрузки с дверной ручки позволяет запирающему элементу 5 под воздействием возвратного элемента 11 вернуться в исходное положение, после чего происходит возврат в исходное (первое) положение сдвигаемого элемента 8 под воздействием возвратного элемента 10, что блокирует вращение запирающего элемента 5.
Одновременно с возвратом сдвигаемого элемента 8 в свое первое положение вращающиеся элементы 4 под воздействием возвратного средства 6 занимают свое первоначальное положение, блокируя, тем самым, перемещение сдвигаемого элемента 8. Электромеханический замок переводится в положение "закрыто".
Таким образом, заявляемый электромеханический замок представляет собой простое в производстве, использовании и обслуживании устройство, а предлагаемые конструкция и компоновка позволяют существенно повысить его надежность, по сравнению с известными аналогами, а также легко изменять его массогабаритные характеристики в зависимости от условий эксплуатации.
1. Электромеханический замок, содержащий электрическое устройство, запирающий элемент и средство его блокировки, отличающийся тем, что средство блокировки запирающего элемента содержит, по меньшей мере, один сдвигаемый элемент и, по меньшей мере, два соосно расположенных вращающихся элемента, на каждом из которых предусмотрен зубчатый венец и радиальный паз, электрическое устройство выполнено в виде электрического мотора, на выходном валу которого предусмотрено зубчатое колесо, вступающее в зубчатое зацепление с упомянутыми вращающимися элементами таким образом, что последние, приводимые в движение упомянутым мотором, вращаясь навстречу друг другу, обеспечивают совпадение радиальных пазов с возможностью смещения сдвигаемого элемента внутрь указанных пазов, тем самым обеспечивая разблокировку средства блокировки запирающего элемента.
2. Электромеханический замок по п.1, отличающийся тем, что зубчатые венцы зубчатого колеса и вращающихся элементов выполнены коническими.
3. Электромеханический замок по п.1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрено возвратное средство, позволяющее возвращать вращающиеся элементы в исходное положение, при котором радиальные пазы на вращающихся элементах не совпадают, запирающий элемент заблокирован, и замок находится в положении "закрыто".
4. Электромеханический замок по п.3, отличающийся тем, что упомянутое возвратное средство выполнено, например, в виде пружины, концы которой закреплены на вращающихся элементах.
